(57)【要約】【課題】  速やかに高い効率で排ガスに含まれる揮発性有機化合物を分解除去できる排ガス処理装置を提供する。【解決手段】  ガス導入口及びガス排出口を有し、ガス導入口から内部に導入された被処理ガスに電子線を照射する手段を備えた照射処理室３と、前記照射処理室のガス排出口に連結して設けられた接触剤を充填した接触処理室５とを有する排ガス処理装置。接触剤としては、ゼオライト、粒状活性炭、活性炭素繊維等が使用できる。電子線の照射は、被処理ガスの移動方向に対して垂直方向から照射することが好ましい。【選択図】  図１
2006181500.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガス導入口及びガス排出口を有し、ガス導入口から内部に導入された被処理ガスに電子線を照射する手段を備えた照射処理室と、前記照射処理室のガス排出口に連結して設けられた接触剤を充填した接触処理室とを有する排ガス処理装置。
【請求項２】
電子線を照射する手段が、被処理ガスの移動方向に対して電子線を垂直方向から照射する請求項１に記載の排ガス処理装置。
【請求項３】
接触剤が活性炭又はゼオライトである請求項１又は２に記載の排ガス処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、揮発性有機化合物を含有する排ガスに電子線を照射することにより浄化する排ガス処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、排ガスに含まれる揮発性有機化合物を除去する方法としては、活性炭に吸着させて除去する方法、光酸化触媒に紫外線を照射して酸化分解処理する方法、電子線を照射して分解処理する方法等が用いられている。
【０００３】
電子線を照射する方法は、比較的簡単な装置でしかもエネルギー消費量が低く、排ガスの風量が多くても容易に処理できるという利点を有している。その一方で、揮発性有機化合物の種類、濃度等の条件によっては分解率がそれほど高くない場合があるので、その場合は目標とする分解率を達成するためには排ガスを循環させて繰り返し電子線を照射する必要がある。
【０００４】
本発明に関連する従来技術としては、有機塩素系化合物を含有する排ガスにアンモニアを吹き込んだ後電子線を照射し、フィルターで未反応の有機塩素系化合物を補足する方法がある（特許文献１）。しかし、この方法は、処理対象化合物が塩素系化合物に限定され、塩素を含まない化合物の処理には利用できない。
【特許文献１】特開平１１−２３９７１６号公報（特許請求の範囲）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、電子線を照射することにより排ガスに含まれる揮発性有機化合物を分解除去する排ガス処理装置であって、電子線を繰り返し照射することなく速やかに高い効率で分解除去できる排ガス処理装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明者は鋭意研究の結果、電子線照射した排ガスを所定の接触剤と接触させることにより、高い処理効率で揮発性有機化合物の分解処理を行う処理装置が得られることを見出し本発明を完成するに到った。
【０００７】
排ガスを電子線照射した後所定の接触剤と接触させると高い効率で有機化合物を分解除去できる理由は現在不明である。本発明者は、電子線照射処理室の後段に接触剤を充填した接触処理室を設けると、接触剤が電子線照射により生成したフリーラジカルと吸着している未反応の有機化合物との反応場になり、高い効率で被処理ガス中に含まれる揮発性有機化合物の分解処理が行われるようになるのではないかと考えている。
【０００８】
〔１〕  ガス導入口及びガス排出口を有し、ガス導入口から内部に導入された被処理ガスに電子線を照射する手段を備えた照射処理室と、前記照射処理室のガス排出口に連結して設けられた接触剤を充填した接触処理室とを有する排ガス処理装置。
【０００９】
〔２〕  電子線を照射する手段が、被処理ガスの移動方向に対して電子線を垂直方向から照射する〔１〕に記載の排ガス処理装置。
【００１０】
〔３〕  接触剤が活性炭又はゼオライトである〔１〕又は〔２〕に記載の排ガス処理装置。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の排ガス処理装置は処理効率が高く、排ガスを循環させて電子線を照射する必要がないので、大風量の処理装置を安価に製作できる。更に、処理対象の有機化合物は特に制限が無く、各種の揮発性有機化合物を処理できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明の排ガス処理装置の構成を示すブロック図を図１に示す。
【００１３】
排ガス発生源７から排ガス処理装置１に導入された被処理ガスは、まず最初に照射処理室３内で電子線を照射される。電子線を照射されて揮発性有機化合物がある程度分解除去された被処理ガスは、次いで、照射処理室３の後段に設けられた接触処理室５に導入される。接触処理室５内には活性炭等の接触剤が充填されており、被処理ガスに残存する揮発性有機化合物は接触処理室を通過するうちに接触剤と接触する。被処理ガスには電子線照射により生成したオゾン、ＯＨフリーラジカル等のフリーラジカルが含まれており、接触剤の表面ではフリーラジカルによる揮発性有機化合物の分解反応が生ずると思われる。揮発性有機化合物が分解処理された被処理ガスは、接触処理室を通過した後浄化ガスとして外部に排出される。
【００１４】
照射処理室３の概略正面断面図を図２（ａ）に、概略平面断面図を図２（ｂ）に示す。
【００１５】
図２に示すように照射処理室３は角筒状に形成され、被処理ガスの流れ方向に沿った一対の上下側壁１０ａ、１０ｂと、被処理ガスの流れ方向に沿った一対の左右側壁９ａ、９ｂとを有する。前記側壁９ａ、９ｂの内壁には、電子線照射器１１ａ、１１ｂが取り付けてある。角筒状照射処理室３の一方の開口端はガス導入口１３を、他端はガス排出口１５を形成している。ガス導入口から内部に導入された被処理ガスは、ガス排出口に向かって照射処理室内を移動する間に、移動方向に対して垂直方向から照射器１１ａ、１１ｂにより電子線が照射される。
【００１６】
なお、図２（ａ）及び（ｂ）においては、２つの電子線照射器を使用した場合を示したが、電子線照射器は１つであってもよく、３つ以上を使用してもよい。電子線照射器は公知のものを使用できる。
【００１７】
照射温度は特に制限がないが、通常は室温で照射する。
【００１８】
照射器による電子線の照射量は、被処理ガスの吸収線量が１２ｋＧｙ以上となるように調整することが好ましく、３０ｋＧｙ以上とすることがより好ましい。電子線の照射量は多い程好ましいが、実際に照射可能な範囲はおよそ１００ｋＧｙ程度までである。
【００１９】
接触処理室５の概略平面断面図を図３に示す。
【００２０】
接触処理室５は、中央が両端側より大径に形成された円筒状の容器１７と、容器内に充填した接触剤からなる円盤状の接触剤層１９とからなる。円筒状の容器１７の一端はガス導入口２０を、他端はガス排出口２１を形成している。ガス導入口２０から接触処理室５内に導入された被処理ガスは、接触剤層１９を通過した後ガス排出口２１から外部に排出される。
【００２１】
接触剤層を形成する接触剤としては、粒状活性炭、活性炭素繊維、ゼオライト、活性アルミナ、シリカゲル等が使用できる。ゼオライトを使用する場合、その構造を２００ｃｐｓｉ以上のハニカム構造とすることが望ましい。
【００２２】
接触処理温度は被処理ガス中の有機化合物の沸点以下であれば特に制限はないが、通常の接触処理温度は１０〜１００℃程度である。
【００２３】
接触剤を通過する被処理ガスの線速度は１０ｍ／ｓｅｃ以下とすることが好ましく、０．１〜５ｍ／ｓｅｃとすることがより好ましい。また、接触剤と被処理ガスの接触時間は０．２秒以上とするが、好ましくは０．５〜２．０秒である。
【００２４】
本発明の排ガス処理装置は、２５℃で０．４〜７０ｋＰａ程度の蒸気圧を示す揮発性の有機化合物であれば分解処理が可能である。本発明の処理装置で分解処理できる化合物としては、例えば、ベンゼン、トルエン、キシレン、スチレン、フェノール等の芳香族化合物；テトラヒドロフラン等の複素環式芳香族化合物；ヒドラジン；メチルアルコール、イソプロパノール等のアルコール類；メチルエチルケトン、アセトン、ホルムアルデヒド、アセトアルデヒド等のカルボニル化合物；エチレンオキサイド、エチレングリコール；酢酸エチル、酢酸ブチル等のエステル類；トリメチルアミン、トリエチルアミン、エタノールアミン等のアミン類；アクリロニトリル、アクリルアミド、アクリル酸、アクリル酸エチル等のアクリル酸及びその誘導体；クロロホルム、四塩化炭素、ジクロロメタン、１，２−ジクロロエタン、トリクロロエチレン、テトラクロロエチレン、エピクロロヒドリン、クロロメタン、ｃｉｓ−１，２−ジクロロエチレン、ｔｒａｎｓ−１，２−ジクロロエチレン、ジクロロベンゼン、１，１，２，２−テトラクロロエタン、ブロモメタン等のハロゲン化炭化水素化合物等を挙げることができる。
【実施例】
【００２５】
実施例１〜３、比較例１〜３
図１〜３に示す処理装置を用い、表１、２に示す条件で、排ガスに含まれる揮発性有機化合物の濃度を変化させて排ガスの浄化を行った。
【００２６】
但し、処理装置は以下に示す条件のものを使用した。
（１）照射処理室の内容積：２８００ｃｍ3
（２）照射器１器あたりの照射面積：２８０ｃｍ2
（３）使用した電子線照射器：ＡＥＢ社製、ｅＴｒｏｎＢｅａｍ１００
（４）照射温度：３０℃
【００２７】
【表１】
2006181500.tif 000003
※１）ニチアス株式会社製、ゼオライトハニカム
※２）クラレケミカル株式会社製、クラレコール
※３）東邦テナックス株式会社製、ファインガード
【００２８】
【表２】
2006181500.tif 000004
実施例１〜３、比較例１〜３において排ガス処理装置から排出された処理済ガスをサンプリングし、処理済ガスに含まれる揮発性有機化合物の濃度が一定となったことを確認した後、排ガスと処理済ガスの濃度から有機化合物の除去率を算出した。実施例１〜３、比較例１〜３における有機化合物の除去率を図４〜６に示す。
【００２９】
実施例４
排ガスに含まれるトルエン濃度をおよそ１２０ｐｐｍとし、使用した処理装置及び他の処理条件は実施例１と同様にして排ガスの処理を行った。但し、電子線の照射は接触剤の破過後（測定開始後６０分）に開始した。処理装置の入口と出口で排ガス及び処理済ガスを採取し、処理前後のガスに含まれるトルエン濃度の経時変化を測定した。結果を図７に示す。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の排ガス処理装置の構成を示すブロック図である。
【図２】本発明の排ガス処理装置に使用する照射処理室の一例を示す概略正面断面図（ａ）及び概略平面断面図（ｂ）である。
【図３】本発明の排ガス処理装置に使用する接触処理室の一例を示す概略平面断面図である。
【図４】実施例１及び比較例１において測定したトルエン除去率を示すグラフである。
【図５】実施例２及び比較例２において測定したイソプロパノール除去率を示すグラフである。
【図６】実施例３及び比較例３において測定した塩化メチレン除去率を示すグラフである。
【図７】実施例４において測定した排ガス処理装置の処理前後のガスに含まれるトルエン濃度の経時変化を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３１】
１    排ガス処理装置
３    照射処理室
５    接触処理室
７    排ガス発生源
９ａ、９ｂ、１０ａ、１０ｂ    側壁
１１ａ、１１ｂ    電子線照射器
１３、２０    ガス導入口
１５、２１    ガス排出口
１７    容器
１９    接触剤層
【図１】
2006181500.tif 000005
【図２】
2006181500.tif 000006
【図３】
2006181500.tif 000007
【図４】
2006181500.tif 000008
【図５】
2006181500.tif 000009
【図６】
2006181500.tif 000010
【図７】
2006181500.tif 000011